CN110171490A - 一种新能源汽车复合材料模块化车身结构件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新能源汽车全身复合材料模块化车身结构件，属于汽车轻量化的技术领域。本发明的新能源汽车全身复合材料模块化车身结构件包括聚氨酯芯材，以及设置在聚氨酯芯材上下面的包含玻璃纤维的环氧树脂面层；车身结构件通过预先将包覆玻璃纤维的聚氨酯芯材预先设置在模具中，然后通过注入环氧树脂组合物并固化得到；包覆用的玻璃纤维为预浸渍处理的玻璃纤维网格布。本发明的新能源汽车全身复合材料模块化车身结构件为钢材结构重量的20％‑25％，约为铝合金结构的40％左右，可以有效的实现车的轻量化；而且所述车身结构件具有改进的抗弯以及抗冲击性能。
Description
技术领域
本发明涉及汽车轻量化的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种新能源汽车全身复合材料模块化车身结构件。
背景技术
节能减排是汽车技术发展的主要目标之一，目前新能源汽车是实现节能减排目标的主要技术发展方向也是各国政府所重点关注的对象，但是由于成本的制约以及技术的不成熟，当前新能源汽车的推广应用较为缓慢。在这种现实状况下，汽车轻量化是节能减排最现实的选择，汽车轻量化是在保证车身的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车车身质量，同时要保证汽车车身的制造成本在合理范围内。实验已经证明如果汽车整体重量下降10％，燃油效率可以提高6～10％，而汽车重量每降低1％，油耗可降低约0.7％，相应地，碳排放可降低 0.3～0.5％。
欧盟已经批准了一项降低CO2排放的协议，到2020年欧盟地区新车单位里程二氧化碳排放都必须控制在每公里95克的水平。如果按照燃烧-排放计算，该排放水平大约对应百公里油耗4L。为了应对逐渐严苛的政府节能减排政策，汽车的轻量化已经成为车企解决排放问题的重要途径。
复合材料自20世纪60年代开始应用于汽车，其在汽车上的应用主要分为装饰件、结构件和功能件。复合材料以其质量轻、强度高的特点，具有质量轻、集成化、制造工艺简单的三大优点，成为汽车轻量化的主要发展方向。随着复合材料技术的不断发展，汽车上应用的复合材料应越来越多，例如采用硬质聚氨酯制备仪表板、门柱、保险杠以及顶蓬等，但聚氨酯的刚性和耐热性较差，现有技术期望可以采用环氧树脂来改进聚氨酯材料的刚性，然而环氧树脂的抗冲击性不够理想，作为车身结构件还需要从结构和材料上进一步改进。
发明内容
针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种新能源汽车全身复合材料模块化车身结构件。
为了实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种新能源汽车全身复合材料模块化车身结构件。
本发明的新能源汽车全身复合材料模块化车身结构件，包括聚氨酯芯材，以及设置在所述聚氨酯芯材上下面的包含玻璃纤维的环氧树脂面层；所述车身结构件通过预先将包覆玻璃纤维的聚氨酯芯材预先设置在模具中，然后通过注入环氧树脂组合物并固化得到；所述包覆用的玻璃纤维为预浸渍处理的玻璃纤维网格布。
其中，所述预浸渍处理的处理液为包括封端的异氰酸酯预聚物、磷酸酯、硅烷偶联剂和溶剂的处理液。
其中，聚氨酯芯材的厚度为3mm～200mm；环氧树脂面层的厚度为0.5mm～20mm。
其中，所述聚氨酯芯材为密度为800kg/m 3～1100kg/m3的硬质聚氨酯泡沫。
其中，所述上下面的环氧树脂面层的厚度相等或不相等。
其中，所述环氧树脂组合物包括A组分和B组分；所述A组分由双酚A型环氧树脂、氨酚基三官能环氧树脂以及活性稀释剂组成，所述B组分由环脂胺类固化剂、4,4’-二羟基联苯和咪唑固化促进剂组成。
其中，所述新能源汽车全身复合材料模块化车身结构件为车顶横梁、轮拱、挡风玻璃框、后横梁、后门框、底板、货箱地板、驾驶室地板、保险杠、左侧门结构件、右侧门结构件、左后门结构件或右后门结构件。
本发明的第二方面还提供了一种新能源汽车全身复合材料模块化车身结构件的制备方法。
所述制备方法包括以下步骤：
(1)提供聚氨酯芯材；
(2)在所述聚氨酯芯材的上下两个表面包覆玻璃纤维，所述包覆用的玻璃纤维为预浸渍处理的玻璃纤维网格布；
(3)将步骤(2)包覆的聚氨酯芯材设置在模具中，抽真空；
(4)在模具中注入环氧树脂组合物，然后加热固化。
其中，所述预浸渍处理的处理液为包括封端的异氰酸酯预聚物、磷酸酯、硅烷偶联剂和水的处理液。
其中，所述环氧树脂组合物包括A组分和B组分；所述A组分由双酚A型环氧树脂、氨酚基三官能环氧树脂以及活性稀释剂组成，所述B组分由环脂胺类固化剂、4,4’-二羟基联苯和咪唑固化促进剂组成。
与现有技术相比，本发明的新能源汽车全身复合材料模块化车身结构件具有以下有益效果：
本发明的新能源汽车全身复合材料模块化车身结构件为钢材结构重量的 20％-25％，约为铝合金结构的40％左右，可以有效的实现车的轻量化；而且所述车身结构件具有改进的抗弯以及抗冲击性能。
附图说明
图1为本发明的新能源汽车全身复合材料模块化车身结构件的示意图。
图2为本发明中的新能源汽车全身复合材料模块化车身结构的结构标引图一。
图3为本发明中的新能源汽车全身复合材料模块化车身结构的结构标引图二。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明的新能源汽车全身复合材料模块化车身结构件做进一步的阐述，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
复合材料以其高的比强度特性成为汽车轻量化的主要发展方向。目前汽车上应用的复合材料应越来越多，常用的主要有聚氨酯和环氧树脂等材料，然而众所周知，聚氨酯的刚性较差，而环氧树脂的抗冲击性不够理想，作为车身结构件还需要从结构和材料上进一步改进。为此，本发明的新能源汽车全身复合材料模块化车身结构件，包括聚氨酯芯材，以及设置在所述聚氨酯芯材上下面的包含玻璃纤维的环氧树脂面层；所述车身结构件通过预先将包覆玻璃纤维的聚氨酯芯材预先设置在模具中，然后通过注入环氧树脂组合物并固化得到。包覆用的玻璃纤维为预浸渍处理的玻璃纤维网格布，而玻璃纤维网格布可以采用无碱玻璃纤维或中碱玻璃纤维。所述上下面的环氧树脂面层的厚度相等或不相等。
在本发明中，所述预浸渍处理的处理液为包括封端的异氰酸酯预聚物、磷酸酯、硅烷偶联剂和水的处理液。作为优选地，所述处理液由1.0～5.0wt％的封端的异氰酸酯预聚物、0.5～3.0wt％的磷酸酯、1.0～5.0wt％的硅烷偶联剂和余量的溶剂组成。所述玻璃纤维网格布浸渍在该处理液中1～20秒中取出，可在50～120℃的温度范围进行干燥处理。具体来说，所述异氰酸酯预聚物为二异氰酸酯与平均分子量为300～1500的聚醚二元醇的反应加成物。所述二异氰酸酯可选择常用的甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)。对于甲苯二异氰酸酯(TDI)，其有2，4-甲苯二异氰酸酯(2,4-TDI)和2，6-甲苯二异氰酸酯(2,6-TDI) 两种异构体，通常使用的是二者的混合物。对于二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)，其有4，4'-二苯甲烷二异氰酸酯、2，4'-二苯甲烷二异氰酸酯、2，2'-二苯甲烷二异氰酸酯等异构体。所述聚醚二元醇可以采用普通的聚氧化丙烯二醇(PPG)，例如PPG-400、PPG-600、PPG-700、PPG-1000、PPG-1500等。将上述聚醚二元醇脱水后与计量的二异氰酸酯加热到反应温度反应一定时间即可得到所述的封端的异氰酸酯预聚物。所述磷酸酯例如可以选择磷酸甲氧基乙酯、磷酸乙氧基乙酯、磷酸丙氧基乙酯等，将处理液中加入少量的磷酸酯与异氰酸酯预聚物以及硅烷偶联剂配合使用能够提高玻璃纤维网格布与聚氨酯芯材之间的粘附性能进而可以改进复合材料的力学性能，尤其是提高抗冲击性。所述硅烷偶联剂可以选择氨基硅烷、环氧基硅烷、巯基硅烷、乙烯基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷等，优选为氨基硅烷，例如KH550，KH792等。
在本发明中，所述聚氨酯芯材为硬质聚氨酯泡沫芯材，优选所述硬质聚氨酯泡沫芯材的密度为800kg/m 3～1100kg/m3，高密度的硬质聚氨酯泡沫芯材具有较高的硬度，而且耐化学品性能优良，可以通过市购获得。这种硬质聚氨酯泡沫芯材由聚醚多元醇、二苯基甲烷二异氰酸酯(又称为PAPI、粗MDI、聚合MDI) 在发泡剂、泡沫稳定剂、催化剂等助剂的存在下反应而制得的。聚醚多元醇可以选择高官能度、高羟值的聚氧化丙烯多元醇，官能度优选为3～8，羟值一般为 350～650mgKOH/g。采用泡沫稳定剂可以起到稳定、均化泡沫，提高泡沫闭孔率，用于硬质聚氨酯泡沫的泡沫稳定剂通常选择聚二甲基硅氧烷与聚氧化烯烃的嵌段共聚物。催化剂可以采用三亚乙基二胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、四甲基亚乙基二胺、二甲基苄胺、四甲基丁二胺、N，N-二甲基环己胺等中的一种或两种以上，优选采用两种以上。可以采用常规的浇注发泡工艺制备本发明中的硬质聚氨酯泡沫芯材。其中，所述聚氨酯芯材的厚度根据结构件的类型和种类一般为3mm～200mm，优选为5mm～100mm；在本发明中，所述环氧树脂面层的厚度为0.5mm～20mm，优选为0.5mm～10mm。
在本发明中，所述环氧树脂组合物由A组分和B组分组成。所述A组分例如可以由双酚A型环氧树脂、氨酚基三官能环氧树脂以及活性稀释剂组成。例如，所述A组分由61～70重量份的双酚A型环氧树脂、5～12重量份的氨酚基三官能环氧树脂以及15～25重量份的活性稀释剂组成。环氧树脂的活性稀释剂系指含有环氧基团的低分子环氧化合物，其可以参与环氧树脂的固化反应，构成环氧树脂交联网络结构。所述活性稀释剂可以为单环氧基和双环氧基的活性稀释剂。单环氧基活性稀释剂例如可以选择苯基缩水甘油醚(PGE)、烯丙基缩水甘油醚(AGE)、正丁基缩水甘油醚(BGE)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)等。所述双环氧基活性稀释剂例如可以选择二缩水甘油基苯胺(DGA)、丁二醇二缩水甘油醚(BDGE)、聚乙醇二缩水甘油醚(PGEGE)、二缩水甘油醚(DGE)等。优选为单环氧基和双环氧基的混合活性稀释剂。所述B组分由环脂胺类固化剂(例如异氟尔酮二胺IPDA)、4,4’-二羟基联苯(DOD)和咪唑固化促进剂组成。例如，所述B组分由20～25重量份的环脂胺类固化剂，1.5～5.0重量份的4,4’-二羟基联苯(DOD)和0.1～2.0重量份的咪唑固化促进剂。咪唑固化促进剂是分子结构中含有两个间位氮原子的五元芳香杂环化合物，一个氮原子构成仲胺，另一个氮原子构成叔胺，因而咪唑类固化促进剂同时兼有叔胺以及仲胺的催化剂，在胺类/环氧树脂的体系中能够促进在较低的温度下固化反应并获得具有优异力学性能的环氧树脂。所述咪唑固化促进剂例如可以选择2-甲基咪唑(2MZ)、2- 乙基咪唑(2EI)、2-苯基咪唑(2PZ)、2-乙基-4-甲基咪唑(2E4MZ)、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑(2E4MZ-CN)等。通过在A组分中添加适量的氨酚基三官能环氧树脂，以及在B组分中添加4,4’-二羟基联苯，能够促进形成交联网格结构，进一步改进复合材料的耐久性和力学性能。
在本发明中，如图2-3示出的，本发明的新能源汽车全身复合材料模块化车身结构件可以为车顶横梁11、左前轮拱12、左后轮拱13、挡风玻璃框14、后横梁15、右侧墙前板16、后门框17、右后轮拱19、底板20、货箱地板18、驾驶室地板21、左侧墙前板22、左侧门结构件23、左侧前墙24、右前轮拱25、保险杠29、右侧门结构件28、左后门结构件26、右后门结构件27等。
作为示例性地，为了便于比较，在本发明的以下实施例以及对比例中制备截面为长方形的复合材料，而在车身结构件的制备中，通过设计相应的模具可通过相同的方法制备得到具有所需形状、厚度和性能的复合材料模块化车身结构件。在以下实施例以及比较例中，采用的聚氨酯芯材为密度为1000kg/m3的硬质聚氨酯泡沫芯材，厚度为10mm的同一规格。采用的玻璃纤维为EW60无碱玻璃纤维网格布。
实施例1～5中的EW60无碱玻璃纤维网格布经过预浸渍处理的处理液的浸渍处理。该处理液由2.5wt％羟基封端的异氰酸酯预聚物、1.8wt％的磷酸甲氧基乙酯、1.2wt％的KH550硅烷偶联剂、5.0wt％的一缩二乙二醇，和余量的水组成。将上述EW60无碱玻璃纤维网格布浸渍在该处理液中5秒中取出，然后在70℃干燥20分钟后备用。该羟基封端的异氰酸酯预聚物由PPG-400经过加热真空脱水后，与计量的TDI-80在80℃预聚反应制备得到。
实施例1
本实施例的复合材料通过以下方式制备得到：
(1)提供厚度为10mm的上述硬质聚氨酯泡沫芯材；
(2)在硬质聚氨酯泡沫芯材的主表面包覆预浸渍处理的EW60无碱玻璃纤维网格布；
(3)将步骤(2)包覆的硬质聚氨酯泡沫芯材放置在模具中，抽真空；
(4)注射环氧树脂组合物3～5秒钟，然后在120℃固化15min，在硬质聚氨酯泡沫芯材上下两个主表面各形成厚度约为1.2mm的环氧树脂面层；该注射环氧树脂组合物的A组分由环氧树脂E-44、环氧树脂AFG-90和稀释剂AGE组成。 B组分由IPDA、DOD(溶解在丙酮中添加，其添加量是指DOD的量，不含溶剂，下同)和咪唑固化促进剂2MZ(溶解在溶剂一缩二乙二醇中添加，其添加量是指 2MZ的量，下同)组成。各组份的含量如表1所示。
实施例2
本实施例的复合材料通过以下方式制备得到：
(1)提供厚度为10mm的上述硬质聚氨酯泡沫芯材；
(2)在硬质聚氨酯泡沫芯材的主表面包覆预浸渍处理的EW60无碱玻璃纤维网格布；
(3)将步骤(2)包覆的硬质聚氨酯泡沫芯材放置在模具中，抽真空；
(4)注射环氧树脂组合物3～5秒钟，然后在120℃固化15min，在硬质聚氨酯泡沫芯材上下两个主表面各形成厚度约为1.2mm的环氧树脂面层；该注射环氧树脂组合物的A组分由环氧树脂E-44、环氧树脂AFG-90和稀释剂PGE组成。 B组分由IPDA、DOD和咪唑固化促进剂2PZ(溶解在溶剂一缩二乙二醇中添加，其添加量是指2PZ的量，下同)组成。各组份的含量如表1所示。
实施例3
本实施例的复合材料通过以下方式制备得到：
(1)提供厚度为10mm的上述硬质聚氨酯泡沫芯材；
(2)在硬质聚氨酯泡沫芯材的主表面包覆预浸渍处理的EW60无碱玻璃纤维网格布；
(3)将步骤(2)包覆的硬质聚氨酯泡沫芯材放置在模具中，抽真空；
(4)注射环氧树脂组合物3～5秒钟，然后在120℃固化15min，在硬质聚氨酯泡沫芯材上下两个主表面各形成厚度约为1.2mm的环氧树脂面层；该注射环氧树脂组合物的A组分由环氧树脂E-44、环氧树脂AFG-90和稀释剂GMA组成。 B组分由IPDA、DOD和咪唑固化促进剂2MZ组成。各组份的含量如表1所示。
实施例4
本实施例的复合材料通过以下方式制备得到：
(1)提供厚度为10mm的上述硬质聚氨酯泡沫芯材；
(2)在硬质聚氨酯泡沫芯材的主表面包覆预浸渍处理的EW60无碱玻璃纤维网格布；
(3)将步骤(2)包覆的硬质聚氨酯泡沫芯材放置在模具中，抽真空；
(4)注射环氧树脂组合物3～5秒钟，然后在120℃固化15min，在硬质聚氨酯泡沫芯材上下两个主表面各形成厚度约为1.2mm的环氧树脂面层；该注射环氧树脂组合物的A组分由环氧树脂E-44和稀释剂GMA组成。B组分由IPDA、 DOD和咪唑固化促进剂2MZ组成。各组份的含量如表1所示。
实施例5
本实施例的复合材料通过以下方式制备得到：
(1)提供厚度为10mm的上述硬质聚氨酯泡沫芯材；
(2)在硬质聚氨酯泡沫芯材的主表面包覆预浸渍处理的EW60无碱玻璃纤维网格布；
(3)将步骤(2)包覆的硬质聚氨酯泡沫芯材放置在模具中，抽真空；
(4)注射环氧树脂组合物3～5秒钟，然后在120℃固化15min，在硬质聚氨酯泡沫芯材上下两个主表面各形成厚度约为1.2mm的环氧树脂面层；该注射环氧树脂组合物的A组分由环氧树脂E-44、环氧树脂AFG-90和稀释剂PGE组成。B组分由IPDA和咪唑固化促进剂2MZ组成。各组份的含量如表1所示。
实施例6～10中的EW60无碱玻璃纤维网格布经过预浸渍处理的处理液的浸渍处理。该处理液由1.0wt％羟基封端的异氰酸酯预聚物、1.2wt％的磷酸乙氧基乙酯、2.8wt％的KH550硅烷偶联剂、3.0wt％的一缩二乙二醇，和余量的水组成。将上述EW60无碱玻璃纤维网格布浸渍在该处理液中5秒中取出，然后在70℃干燥20分钟后备用。该羟基封端的异氰酸酯预聚物由PPG-1000经过加热真空脱水后，与计量的TDI-65在80℃预聚反应制备得到。
实施例6
本实施例的复合材料通过以下方式制备得到：
(1)提供厚度为10mm的上述硬质聚氨酯泡沫芯材；
(2)在硬质聚氨酯泡沫芯材的主表面包覆预浸渍处理的EW60无碱玻璃纤维网格布；
(3)将步骤(2)包覆的硬质聚氨酯泡沫芯材放置在模具中，抽真空；
(4)注射环氧树脂组合物3～5秒钟，然后在120℃固化15min，在硬质聚氨酯泡沫芯材上下两个主表面各形成厚度约为1.5mm的环氧树脂面层；该注射环氧树脂组合物的A组分由环氧树脂E-44、环氧树脂AFG-90和稀释剂AGE、BDGE 组成。B组分由IPDA、DOD和咪唑固化促进剂2MZ组成。各组份的含量如表1所示。
实施例7
本实施例的复合材料通过以下方式制备得到：
(1)提供厚度为10mm的上述硬质聚氨酯泡沫芯材；
(2)在硬质聚氨酯泡沫芯材的主表面包覆预浸渍处理的EW60无碱玻璃纤维网格布；
(3)将步骤(2)包覆的硬质聚氨酯泡沫芯材放置在模具中，抽真空；
(4)注射环氧树脂组合物3～5秒钟，然后在120℃固化15min，在硬质聚氨酯泡沫芯材上下两个主表面各形成厚度约为1.5mm的环氧树脂面层；该注射环氧树脂组合物的A组分由环氧树脂E-44、环氧树脂AFG-90和稀释剂GMA、BDGE 组成。B组分IPDA、DOD和咪唑固化促进剂2E4MZ-CN组成。各组份的含量如表 1所示。
实施例8
本实施例的复合材料通过以下方式制备得到：
(1)提供厚度为10mm的上述硬质聚氨酯泡沫芯材；
(2)在硬质聚氨酯泡沫芯材的主表面包覆预浸渍处理的EW60无碱玻璃纤维网格布；
(3)将步骤(2)包覆的硬质聚氨酯泡沫芯材放置在模具中，抽真空；
(4)注射环氧树脂组合物3～5秒钟，然后在120℃固化15min，在硬质聚氨酯泡沫芯材上下两个主表面各形成厚度约为1.5mm的环氧树脂面层；该注射环氧树脂组合物的A组分由环氧树脂E-44、环氧树脂AFG-90和稀释剂GMA、BDGE 组成。B组分IPDA、DOD和咪唑固化促进剂2MZ组成。各组份的含量如表1所示。
实施例9
本实施例的复合材料通过以下方式制备得到：
(1)提供厚度为10mm的上述硬质聚氨酯泡沫芯材；
(2)在硬质聚氨酯泡沫芯材的主表面包覆预浸渍处理的EW60无碱玻璃纤维网格布；
(3)将步骤(2)包覆的硬质聚氨酯泡沫芯材放置在模具中，抽真空；
(4)注射环氧树脂组合物3～5秒钟，然后在120℃固化15min，在硬质聚氨酯泡沫芯材上下两个主表面各形成厚度约为1.5mm的环氧树脂面层；该注射环氧树脂组合物的A组分由环氧树脂E-44和稀释剂GMA、BDGE组成。B组分IPDA、 DOD和咪唑固化促进剂2MZ组成。各组份的含量如表1所示。
实施例10
本实施例的复合材料通过以下方式制备得到：
(1)提供厚度为10mm的上述硬质聚氨酯泡沫芯材；
(2)在硬质聚氨酯泡沫芯材的主表面包覆预浸渍处理的EW60无碱玻璃纤维网格布；
(3)将步骤(2)包覆的硬质聚氨酯泡沫芯材放置在模具中，抽真空；
(4)注射环氧树脂组合物3～5秒钟，然后在120℃固化15min，在硬质聚氨酯泡沫芯材上下两个主表面各形成厚度约为1.5mm的环氧树脂面层；该注射环氧树脂组合物的A组分由环氧树脂E-44、环氧树脂AFG-90和稀释剂GMA、BDGE 组成。B组分IPDA和咪唑固化促进剂2E4MZ-CN组成。各组份的含量如表1所示。
比较例1
与实施例1的不同之处在于，EW60无碱玻璃纤维网格布预浸渍处理的处理液为5wt％的KH550硅烷偶联剂溶液，将EW60无碱玻璃纤维网格布浸渍在5wt％的KH550硅烷偶联剂溶液中5秒中取出，然后在70℃干燥20分钟后备用。
比较例2
与实施例6的不同之处在于，EW60无碱玻璃纤维网格布预浸渍处理的处理液为5wt％的KH550硅烷偶联剂溶液，将EW60无碱玻璃纤维网格布浸渍在5wt％的KH550硅烷偶联剂溶液中5秒中取出，然后在70℃干燥20分钟后备用。
比较例3
与实施例1的不同之处在于，EW60无碱玻璃纤维网格布预浸渍处理的处理液由2.5wt％羟基封端的异氰酸酯预聚物、1.8wt％的磷酸甲氧基乙酯、1.2wt％的KH550硅烷偶联剂、5.0wt％的一缩二乙二醇，和余量的水组成。将上述EW60 无碱玻璃纤维网格布浸渍在该处理液中5秒中取出，然后在70℃干燥20分钟后备用。该羟基封端的异氰酸酯预聚物由PPG-3000经过加热真空脱水后，与计量的TDI-80在80℃预聚反应制备得到。
比较例4
与实施例6的不同之处在于，EW60无碱玻璃纤维网格布经过预浸渍处理的处理液的浸渍处理。该处理液由1.0wt％羟基封端的异氰酸酯预聚物、1.2wt％的磷酸乙氧基乙酯、2.8wt％的KH550硅烷偶联剂、3.0wt％的一缩二乙二醇，和余量的水组成。将上述EW60无碱玻璃纤维网格布浸渍在该处理液中5秒中取出，然后在70℃干燥20分钟后备用。该羟基封端的异氰酸酯预聚物由PPG-3000经过加热真空脱水后，与计量的TDI-65在80℃预聚反应制备得到。
比较例5
与实施例1的不同之处在于，EW60无碱玻璃纤维网格布经过预浸渍处理的处理液由2.5wt％羟基封端的异氰酸酯预聚物、1.2wt％的KH550硅烷偶联剂、5.0wt％的一缩二乙二醇，和余量的水组成。将上述EW60无碱玻璃纤维网格布浸渍在该处理液中5秒中取出，然后在70℃干燥20分钟后备用。该羟基封端的异氰酸酯预聚物由PPG-400经过加热真空脱水后，与计量的TDI-80在80℃预聚反应制备得到。
比较例6
与实施例6的不同之处在于，EW60无碱玻璃纤维网格布经过预浸渍处理的处理液由1.0wt％羟基封端的异氰酸酯预聚物、2.8wt％的KH550硅烷偶联剂、 3.0wt％的一缩二乙二醇，和余量的水组成。将上述EW60无碱玻璃纤维网格布浸渍在该处理液中5秒中取出，然后在70℃干燥20分钟后备用。该羟基封端的异氰酸酯预聚物由PPG-1000经过加热真空脱水后，与计量的TDI-65在80℃预聚反应制备得到。
表1
将实施例1-10以及比较例1-6制备的复合材料样品，在温度为80℃、相对湿度为90％的条件下老化处理120小时，然后参照GB/T2567-2008测试各复合材料样品的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度。冲击强度采用悬臂梁V形缺口抗冲击强度表征，测试结果如表2所示。
对于本领域技术人员而言，实施例只是对本发明进行了示例性地描述，本发明的具体实现并不受上述示例性地实施例的限制，只要采用了本发明的权利要求所蕴含的技术构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的技术构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种新能源汽车全身复合材料模块化车身结构件，包括聚氨酯芯材，以及设置在所述聚氨酯芯材上下面的包含玻璃纤维的环氧树脂面层；所述车身结构件通过预先将包覆玻璃纤维的聚氨酯芯材预先设置在模具中，然后通过注入环氧树脂组合物并固化得到；所述包覆用的玻璃纤维为预浸渍处理的玻璃纤维网格布。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车全身复合材料模块化车身结构件，其特征在于：所述预浸渍处理的处理液为包括封端的异氰酸酯预聚物、磷酸酯、硅烷偶联剂和溶剂的处理液。
3.根据权利要求1所述的新能源汽车全身复合材料模块化车身结构件，其特征在于：所述聚氨酯芯材的厚度为3mm～200mm；所述环氧树脂面层的厚度为0.5mm～20mm。
4.根据权利要求1所述的新能源汽车全身复合材料模块化车身结构件，其特征在于：所述聚氨酯芯材为密度为800kg/m3～1100kg/m3的硬质聚氨酯泡沫。
5.根据权利要求1所述的新能源汽车全身复合材料模块化车身结构件，其特征在于：所述上下面的环氧树脂面层的厚度相等或不相等。
6.根据权利要求1所述的新能源汽车全身复合材料模块化车身结构件，其特征在于：所述环氧树脂组合物包括A组分和B组分；所述A组分由双酚A型环氧树脂、氨酚基三官能环氧树脂以及活性稀释剂组成，所述B组分由环脂胺类固化剂、4,4’-二羟基联苯和咪唑固化促进剂组成。
7.根据权利要求1所述的新能源汽车全身复合材料模块化车身结构件，其特征在于：所述新能源汽车全身复合材料模块化车身结构件为车顶横梁、轮拱、挡风玻璃框、后横梁、后门框、底板、货箱地板、驾驶室地板、保险杠、左侧门结构件、右侧门结构件、左后门结构件或右后门结构件。
8.一种新能源汽车全身复合材料模块化车身结构件的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)提供聚氨酯芯材；
(2)在所述聚氨酯芯材的上下两个表面包覆玻璃纤维，所述包覆用的玻璃纤维为预浸渍处理的玻璃纤维网格布；
(3)将步骤(2)包覆的聚氨酯芯材设置在模具中，抽真空；
(4)在模具中注入环氧树脂组合物，然后加热固化。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于包括：所述预浸渍处理的处理液为包括封端的异氰酸酯预聚物、磷酸酯、硅烷偶联剂和溶剂的处理液。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述环氧树脂组合物包括A组分和B组分；所述A组分由双酚A型环氧树脂、氨酚基三官能环氧树脂以及活性稀释剂组成，所述B组分由环脂胺类固化剂、4,4’-二羟基联苯和咪唑固化促进剂组成。
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